彭美旺，楊富強(qiáng)，陳紅康

（四川江銅稀土有限責(zé)任公司，四川 涼山 615000）

1 引言

螢石是一種可以提煉氟元素的礦物。同時(shí)其還被用于煉鋼中的助溶劑以除去雜質(zhì)，在制作生產(chǎn)玻璃和搪瓷時(shí)也有應(yīng)用，在光學(xué)領(lǐng)域?qū)ξ炇男枨罅枯^大。目前很多尾礦中仍含有較多有價(jià)礦物，具有較高的利用價(jià)值，受選礦技術(shù)的限制目前難以綜合回收利用。稀土、螢石等礦物在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著極重要的作用，研究低品位稀土、螢石的選礦方法提高產(chǎn)品品位有著極重要的現(xiàn)實(shí)意義［1-3］。

混合浮選技術(shù)，是指在浮選含有兩種或兩種以上目的礦物的礦石時(shí)，先將礦石中要回收的兩種以上目的礦物一起浮出得到混合精礦的選礦技術(shù)［4］。其主要是利用有用礦物性質(zhì)相近，而其它礦物與有用礦物性質(zhì)相差較大或者用藥劑改變其表面礦物性質(zhì)造成與目的礦物性質(zhì)差異較大的原理，采用混合浮選使目的礦物的聚集體整體上浮，與非目的礦物分離。由于混合浮選同時(shí)富集兩種或以上的目的礦物，減少了作業(yè)流程，因此混合浮選與優(yōu)先浮選相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)［5］?；旌细∵x的主要優(yōu)勢為減少磨礦費(fèi)用、減少浮選機(jī)數(shù)量、降低藥劑的消耗。通過對某尾礦礦物組成進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，尾礦中含有稀土、螢石、重晶石及大量硅酸鹽和少量碳酸鹽。稀土含量低于1%、螢石含量為2%~5%，對于低品位稀土、螢石礦若采用優(yōu)先浮選工藝流程，有以下幾個(gè)問題：品位過低，難以分選為合格精礦；有用礦物含量少，藥劑單位消耗量高，藥劑成本增加等［6］；無論優(yōu)先分選螢石或者稀土均會造成工藝流程過長，且藥劑相互影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，稀土、螢石、重晶石及少量碳酸鹽均為可浮性相近礦物，采用水玻璃為抑制劑抑制硅酸鹽礦物，用廉價(jià)、高效的脂肪酸類捕收劑均能捕收稀土、螢石、重晶石等礦物［7-8］。但脂肪酸類藥劑雖然捕收能力好，但其選擇性很差，因此原有浮選作業(yè)的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這樣的全混浮流程。

后研究再次發(fā)現(xiàn)，重晶石的可浮性隨著礦漿pH值的降低，其逐漸降低，其可浮性最佳pH值為9，而稀土、螢石在7.5左右仍然不受限制且脈石礦物仍被抑制。在這條件下，將脂肪酸類藥劑進(jìn)行選擇性及捕收能力的改性，最終確定了混合浮選捕收劑FCF-1，其具有良好的捕收能力及選擇性。在此基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場已具有的工藝流程，經(jīng)1次粗選、1次掃選、4次精選得到混合精礦。通過對混合精礦礦物進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，混合精礦中含有稀土、螢石及少量重晶石，從礦物的物理性質(zhì)分析，稀土具有弱磁性，螢石及重晶石等脈石礦物均無磁性，可通過濕式強(qiáng)磁工藝進(jìn)行分選［9］。因此，確定采用螢石稀土混合浮選—強(qiáng)磁選分離稀土的最佳工藝流程。

2 原料性能與研究方法

2.1 原料性能

運(yùn)用掃描電子顯微鏡微區(qū)能譜分析、AMICS礦物自動分析等測試手段，確定了某尾礦的礦物組成。礦石中礦物含量的測定是以樣品縮分樣為準(zhǔn)，制取AMICS測試樣品，采用AMICS礦物分析儀測量，測量結(jié)果見表1。

由表1得知，某尾礦中的礦物主要由石英、鉀長石、斜長石、重晶石、螢石、稀土礦物組成，其余脈石含量較低或量微。低含量的脈石有高嶺石、黑云母、褐簾石、綠泥石、霓輝石類、白云母、角閃石、方解石、金紅石等。礦物組成種類較多，其中含少量鉛、錳礦物，為方鉛礦、菱鐵錳礦、鉛硬錳礦、硬錳礦等。

表1 某尾礦礦物組成及含量表

2.2 研究方法

實(shí)驗(yàn)室方法：先通過藥劑條件試驗(yàn)找出混合浮選最佳藥劑用量，再依次進(jìn)行一粗四精混合浮選開路試驗(yàn)，一粗四精混合浮選閉路試驗(yàn)。混合精礦中的稀土需進(jìn)行強(qiáng)磁選分選，通過粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)和解絮劑試驗(yàn)，確定強(qiáng)磁選最佳磁場強(qiáng)度和解絮劑最佳用量。最后用混合精礦進(jìn)行一粗一掃一精的強(qiáng)磁選試驗(yàn)分離其中的稀土、螢石。

工業(yè)試驗(yàn)：根據(jù)試驗(yàn)室的結(jié)果，在某選礦廠進(jìn)行連續(xù)10個(gè)班的聯(lián)合工業(yè)試驗(yàn)。工業(yè)試驗(yàn)流程為一粗一掃四精的混合浮選流程，混合浮選精礦通過一粗一掃一精的強(qiáng)磁選流程得到稀土精礦和強(qiáng)磁尾礦。

3 研究結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果

條件試驗(yàn)采用一次粗選，添加水玻璃、捕收劑FCF-1和絮凝劑BX-1進(jìn)行試驗(yàn)。其試驗(yàn)流程見圖1。

圖1 藥劑用量試驗(yàn)流程圖

3.1.1 水玻璃用量試驗(yàn)

對該尾礦礦物進(jìn)行礦物分析，其稀土、螢石礦物基本達(dá)到解離；為確定水玻璃對混合浮選的影響，固定捕收劑用量為1.71kg/t，絮凝劑用量為500g/t，改變水玻璃用量，對其進(jìn)行水玻璃用量條件試驗(yàn)，得到的混合粗精礦結(jié)果見表2。

表2 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

表1表明，混合粗精礦隨著水玻璃用量的增加，其稀土、螢石品位及收率先增加，然后降低。綜合考慮，在水玻璃用量1.5kg/t時(shí)，混合粗精礦中稀土、螢石品位依次為9.89%、56.03%，回收率94.73%、97.70%為該條件試驗(yàn)最佳指標(biāo)。

3.1.2 捕收劑用量試驗(yàn)

為進(jìn)一步確定試驗(yàn)中捕收劑對混合浮選的影響，固定水玻璃用量1.5kg/t，絮凝劑用量500g/t，對其進(jìn)行捕收劑用量條件試驗(yàn)，得到的混合粗精礦結(jié)果見表3。

表3表明，混合粗精礦隨著捕收劑用量的增加，其稀土、螢石品位及收率先增加，然后不變。綜合考慮，捕收劑用量在1.5kg/t時(shí)，混合粗精礦中稀土、螢石品位依次為9.78%、55.37%，回收率93.68%、96.65%為該條件試驗(yàn)最佳指標(biāo)。

表3 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

3.1.3 螢石稀土混合浮選開路試驗(yàn)

在以上試驗(yàn)過程中，確定了整個(gè)混浮試驗(yàn)中的關(guān)鍵參數(shù)，為進(jìn)一步確定混合浮選的最終指標(biāo)，進(jìn)行螢石稀土混合浮選全開路試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程圖見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖2 螢石稀土混合浮選開路試驗(yàn)流程圖

試驗(yàn)結(jié)果表4表明，給礦含稀土品位0.82%、螢石品位4.53%（重晶石浮選尾礦）時(shí)，采用1次粗選、4次精選的工藝流程，得到含稀土14.93%、螢石68.74%的螢石稀土混合精礦（以下簡稱“混合精礦”），稀土回收率77.57%，螢石回收率64.65%，成功將稀土和螢石初步富集。

表4 螢石稀土混合浮選開路試驗(yàn)結(jié)果

3.1.4 螢石稀土混合浮選閉路試驗(yàn)

為進(jìn)一步驗(yàn)證此試驗(yàn)對于工業(yè)上低品位稀土、螢石分選的可靠性，進(jìn)行了螢石稀土混合浮選閉路試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程圖見圖3，數(shù)質(zhì)量流程圖見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖3 螢石稀土混合浮選閉路試驗(yàn)流程圖

圖4 螢石稀土混合浮選數(shù)質(zhì)量流程圖

表5表明，采用一次粗選、四次精選的試驗(yàn)流程，分選出稀土品位12.23%、螢石品位68.10%的混合精礦，收率達(dá)到了稀土86.21%，螢石86.90%的較好指標(biāo)。

表5 螢石稀土混合浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

3.1.5 粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)

混合精礦中的稀土需進(jìn)行磁選分選，為了考察濕式強(qiáng)磁工藝中磁場強(qiáng)度對稀土分選的影響，進(jìn)行粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程圖見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖5 粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)流程圖

表6 粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表6表明，稀土精礦隨著磁場強(qiáng)度的增加，其稀土收率逐漸增加，品位增加幅度較小。綜合考慮，粗選磁場強(qiáng)度在1.5T時(shí)，稀土品位60.58%，收率47.69%為該試驗(yàn)最佳指標(biāo)。

3.1.6 混合精礦解絮劑用量試驗(yàn)

上述粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)稀土精礦中有許多未解絮的稀土、螢石礦物聚合體，導(dǎo)致稀土精礦品位上升幅度較小，未能達(dá)到設(shè)計(jì)品位65%，故進(jìn)行混合精礦解絮劑用量試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程圖見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖6 混合精礦解絮稀硝酸用量試驗(yàn)流程圖

表7 混合精礦絮稀劑用量試驗(yàn)結(jié)果

表7表明，隨著解絮劑用量的增加，稀土精礦品位及收率先增加后不變。綜合考慮，稀硝酸用量3kg/t時(shí)，稀土精礦品位67.58%，收率59.41%為該試驗(yàn)最佳指標(biāo)。

3.1.7 磁選開路試驗(yàn)

經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，將混合精礦磁選試驗(yàn)，確定為1次粗選，1次掃選，粗、掃選精礦合并精選1次的工藝流程，且各作業(yè)磁場強(qiáng)度均為1.5T，其全開路試驗(yàn)流程圖見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

圖7 磁選開路試驗(yàn)流程圖

表8 磁選開路試驗(yàn)結(jié)果

表8表明，混合精礦加酸解絮后，經(jīng)1次粗選，1次掃選，粗、掃選精礦合并精選1次的工藝流程，將混合精礦中的稀土從12.21%品位提升到68.32%，得到合格稀土精礦，回收率達(dá)到75.19%。

3.2 混浮-強(qiáng)磁法的應(yīng)用

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場的工藝流程及設(shè)備，進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。其工業(yè)試驗(yàn)流程圖見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖8 聯(lián)合工業(yè)試驗(yàn)流程圖

表9結(jié)果表明，采用螢石稀土混合浮選再強(qiáng)磁分離稀土工藝，分選出稀土品位68.42%的合格稀土精礦，REO回收率達(dá)到55.01%；螢石品位68.42%的較好浮選螢石原料，螢石回收率達(dá)到79.39%，為解決低品位稀土、螢石的分選提供了較好的選礦技術(shù)。

表9 連續(xù)10班聯(lián)合工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)語

本次選取水玻璃、混合捕收劑FCF-1、絮凝劑BX-1等藥劑，采用1次粗選、4次精選、1次掃選的混浮工藝流程優(yōu)先將重晶石浮選尾礦中的低品位稀土、螢石富集，再采用1次粗選，1次掃選，粗、掃精礦合并精選的濕式強(qiáng)磁工藝成功將螢石稀土混合浮選精礦中稀土分離為合格稀土精礦。稀土精礦品位達(dá)到68.42%，回收率達(dá)到55.01%；磁選尾礦中螢石含量68.42%，為后續(xù)螢石分離提供了高品位原料，成功解決了目前大多尾礦中稀土、螢石含量低，開發(fā)利用難度大、經(jīng)濟(jì)效益差等問題。